《自然·医学》:研究者提出苦味在肺部作用的新机制
时间:2012-05-24 07:20 来源:Nature Medicine 作者:南京大学模式动物研究所、温州医学院、麻省 点击:次
近日,国际著名杂志《自然·医学》(Nature Medicine)刊登了来自南京大学模式动物研究所、温州医学院、麻省大学医学院等处研究人员的最新成果。该研究针对此前关于苦味在肺部作用机制的重要发现,提出了不同观点,指出BK通道激活可能并非苦味诱导支气管扩张的必要条件。 文章的通讯作者分别是南京大学的朱敏生教授和麻省大学医学院的诸葛荣华教授。朱敏生早年毕业于第四军医大学,研究方向为平滑肌收缩机制的系统生物学。平滑肌是机体中空器官的主要组成部分,其收缩功能是保证器官生理功能的基础,异常收缩可导致胃肠疾病、心血管异常、支气管哮喘等。 一般认为,哺乳动物具有五种基本味觉:酸、甜、苦、咸和鲜(umami)。味蕾中存在相应的味觉受体(taste receptor, TR),目前鉴定到的只有鲜味和苦味受体。2010年,马里兰大学医学院的研究人员发现苦味受体不仅存在于口腔,还存在于肺部。肺中的味觉受体与舌头上结构相同,但功能差异显著:舌头上的味觉受体成簇集中在味蕾,将信号直接传送至大脑;而肺内的味觉受体不积聚,也不直接向大脑传送信号,而是对苦味物质产生反应。 研究人员认为,苦味能增加细胞内钙离子浓度,达到与支气管收缩药物(如组肽和缓激肽)相当的水平,但反而引发明显的支气管扩张。这与经典钙离子依赖机制相悖——通常平滑肌中钙离子升高会引起收缩,而苦味化合物提升钙离子浓度后,却以独特方式使气管肌肉放松。为解释这一现象,研究人员曾提出苦味能产生局部钙离子事件,并通过大电导钙依赖性钾通道(BK通道)介导肌肉放松和极化,因为BK通道拮抗剂iberiotoxin可抑制该效应。因此,他们认为苦味诱导的支气管扩张源于局部钙离子信号开启BK通道,导致细胞膜极化。 然而,这一涉及BK通道激活的观点仅基于iberiotoxin的作用和电压敏感染料指示的膜电位。最新研究中,研究人员指出BK通道活性与肌肉放松之间的关联并未得到直接证明,这引发了关于肌肉放松机制的疑问。他们进一步分析了苦味对BK通道激活的作用,并在小鼠气道平滑肌中检测了多重BK通道的肌肉放松效应,最终发现BK通道激活可能并非苦味诱导支气管扩张所必需。 研究人员提出,一些苦味化合物可与人类和小鼠气管平滑肌细胞作用,所有苦味化合物都能打开气道,其效应甚至强于治疗哮喘或慢性阻塞性肺疾病的现有药物。因此,这些化合物有望开发成治疗哮喘、肺气肿或慢性支气管炎的新药,可能替换或增强现有药物,提供一种全新的治疗方法。 (责任编辑:glia) |
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